Какие стойки лучше для ЛЭП: деревянные или железобетонные?

Cостояние воздушных линий электропередачи во многом зависит от применяемых на ВЛ опор. Мы неоднократно обращались к этой теме. Свою точку зрения высказывали проектанты, производители опор, монтажники. Сегодня представляем мнение Николая Бирюкова, сотрудника одной из крупнейших энергоснабжающих организаций России.

В Московской кабельной сети (МКС) на протяжении более 100 лет в подавляющем большинстве применялись деревянные опоры на ВЛ 0,4-10 кВ. Конечно, еще полвека назад их эксплуатация была довольно проблемной, поскольку применялись непропитанные опоры из разных пород древесины, установленные непосредственно в грунт, что обуславливало малый срок службы линий. И уже тогда предпринимались попытки защитить деревянные опоры от преждевременного гниения в зоне, наиболее подверженной биологическим разрушениям (40-50 см в грунте и 15-20 см над поверхностью земли), методом обмазки горячим битумом.

В 60-х годах прошлого века были выпущены временные указания по антисептированию деревянных стоек для ВЛ для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Однако они выполнялись не в полной мере, вследствие чего опоры быстро за-гнивали. В последнее время требования по надежности электроснабжения и внешнему виду ВЛ сильно ужесточились, и руководством «Мосэнерго» было принято решение о переходе на применение железобетонных опор для ВЛ напряжением 0,4–10 кВ. 

Основных причин две:

1. эстетические соображения
2. несоответствие пропитки выпускаемых сейчас в России деревянных опор требованиям ГОСТ 20022.0-93

Отбросим первую причину, ибо «на вкус и цвет...». Тем более что качественно изготовленные деревянные опоры никак не нарушают внешний вид улиц и дворов. Попробуем проанализировать вторую.

О пропитке деревянных опор

 Главное условие при пропитке древесины для опор ВЛ заключается в том, чтобы эти опоры устанавливались непосредственно в грунт, без железобетонных приставок, так называемых пасынков. При сочленении деревянной части опоры с железобетонным пасынком с помощью проволочного бандажа пропиточный слой в зоне бандажей грубо нарушается, древесина расщепляется и это место подвергается интенсивному гниению, что приводит к преждевременному повреждению опор.

Основной пропитываемой частью в деревянных стойках является боковая внешняя поверхность и торцевые части. Боковая поверхность сосновой (как наиболее стойкой к загниванию древесины) стойки должна пропитываться не менее чем на 85% толщины заболоневой части (30-40 мм). С торцевых частей стойки пропитываются на большую глубину.

Однако при эксплуатации через боковую поверхность из стойки может вымываться порядка 10% пропиточного состава, через торцевые поверхности – около 90%. Поэтому при установке деревянной опоры верхний торец необходимо накрывать крышей (в МКС стойки накрываются оцинкованной листовой сталью размером 250x250 мм), а нижний торец – плоским влагонепроницаемым материалом.

Cогласно требованиям ГОСТ 20022.0-93, введенного в действие с 1 января 1995 года, сосновая древесина для опор ВЛ, пропитываемая способом вакуум-давление-вакуум (ВДВ), должна иметь поглощение 13-15 кг сухой соли (порошка) защитного средства типа ХМ-11 на 1 м3 пропитываемой древесины. Средний срок эксплуатации таких опор должен составлять 40-45 лет.

Но российские предприятия идут «своим путем». Например, техническими условиями ТУ 5314-001-00109671-2002 на пропитку бревен для столбов в ОДАО «Владимирский электромеханический завод» определено, что поглощение препарата в пересчете на сухую соль должно быть не менее 7 кг на 1 м3 пропитываемой древесины. Срок службы опор установлен в 20-25 лет. При этом в момент разработки техусловий ГОСТ 20022.0-93 никакими нормативными документами не отменялся и данные ТУ оформлены вразрез с требованиями ГОСТа.

Другой производитель деревянных стоек констатирует, что срок эксплуатации железобетонных опор составляет 25 лет, а деревянных – 40 лет. И при этом рекомендует устанавливать опоры на железобетонные пасынки. Тогда зачем нужны столбы со сроком службы в 40 лет, если приставка прослужит только 25 лет? Кстати, у железобетонной приставки разрушающий момент меньше, чем у стойки из такого же материала, и прослужит она еще меньше.

Один из производителей деревянных опор – ООО «Лесэнергопром» – заявляет, что бурильно-крановая машина БМ-302 в состоянии «на себе» перевезти несколько деревянных стоек. Мое личное мнение – разве можно в открытую призывать к грубейшим нарушениям? Технически грамотно такую перевозку осуществить невозможно, т.к. в конструкции БМ-302 не предусмотрено приспособление для транспортировки даже самых коротких (6,5 м) стоек. 

При всем сказанном я считаю, что если производители деревянных стоек найдут возможности для обеспечения качественной пропитки, то применение этого материала в «Мосэнерго» может быть возобновлено.

Рассмотрим преимущества и недостатки опор из различных материалов для ВЛ напряжением 0,4-10 кВ.

Железобетонные опоры

Преимущества

1. технологичность изготовления.

Недостатки

1. для перевозки автотранспортом стоек с территории завода-изготовителя на места их установки необходимы специальные полуприцепы с длиной до 12 метров. К сожалению, в настоящее время стойки перевозят на бортовых автомобилях с прицепом-роспуском, который предназначен для перевозки металлических труб или других нехрупких материалов, но отнюдь не железобетонных опор;
2. при развозке по пикетам при новом строительстве или выборочной замене опор при проведении капитального ремонта необходим автомобильный кран для поштучной разгрузки опор или установки стоек с опоровоза сразу в котлованы;
3. сложность демонтажа железобетонных опор. Даже если руководство РАО «ЕЭС России» добьется (что маловероятно) в Госгортехнадзоре разрешения выдергивать железобетонные опоры как защемленный неопределенный груз, выполнять подобную работу будет очень трудоемко и опасно. Конечно, можно сломать опору у поверхности земли – это несложно, при хорошем толчке опора упадет под своим весом. А что дальше? Тогда практически в каждом электросетевом предприятии необходима довольно сложная установка для разрушения стойки и высвобождения металлического каркаса, сделанного из высокопрочной легированной стали. Но и в этом случае возникнут проблемы: металл-то можно пустить в повторную переплавку, а с осколками бетона будет очень сложно. Асфальтовые заводы, думаю, откажутся от них, т.к. на дорогах они будут своими острыми углами повреждать автомобильные покрышки. Полная же утилизация станет довольно дорогостоящей;
4. обслуживающий персонал электросетевых предприятий с большим опасением работает на линиях с железобетонными опорами, и не без оснований – нередки случаи срыва монтеров с верхней части опоры

Деревянные опоры

Преимущества

1. простота обслуживания – электромонтер легко и безопасно поднимается на опору и спускается с нее;
2. большая механическая прочность при воздействии стихийных явлений (порывистый ветер, гололед);
3. не требуют бережного обращения (в допустимых, естественно, пределах) при перевозке, разгрузке, складировании, установке в котлованы;
4. при необходимости доставки опор в аварийных ситуациях или при невозможности подъезда к месту установки, погрузка, разгрузка и установка опор осуществляется вручную;
5. для увеличения срока службы можно производить дополнительное антисептирование в местах, подверженных более интенсивному гниению;
6. большое количество опор при перевозке на автомобиле (до 60 штук за один рейс);
7. простота утилизации;
8. дерево – восполнимый природный материал, хорошо гармонирующий с естественным окружением;
9. пропитанные антисептиком опоры (без нарушения технологического цикла и технических условий) могут служить 40 лет и более;
10. низкая стоимость по сравнению с железобетонными стойками.

Недостатки

1. наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Степень вредности зависит от пропиточного состава и может быть с 1 по 4 класс опасности (пример: бензин и керосин относится к 4 классу);
2. при заготовке бревен для стоек необходима подборка по диаметрам и сбегу (конусности) под размеры монтерских когтей;
3. для получения качественной пропитки и требуемого срока эксплуатации опоры необходимы зимняя рубка (с декабря по март) и атмосферная предпропиточная сушка бревен под навесом не менее 6 мес. При этом на период атмосферной сушки надо проводить антисептирование поверхности бревен от поражения биологическими агентами.

Металлические опоры

Применение металлических опор целесообразно лишь в условиях небольших городов, на территориях парков, школ, стадионов, с применением (при отсутствии запретов ПУЭ) самонесущих изолированных проводов.

Опоры должны быть оцинкованы методом горячего цинкования. При этом подземную часть стойки и 20-30 см надземной части необходимо при монтаже дополнительно обрабатывать гидроизоляционными материалами. Кроме того, при транспортировке каждую опору необходимо перевозить в отдельной упаковке, исключающей повреждение слоя цинка.

Вместо заключения

Проанализировав требования ГОСТов по защите древесины, а также опыт антисептирования деревянных стоек в зарубежных странах, Московская кабельная сеть ОАО «Мосэнерго» ведет поиск производителей, обеспечивающих качественную пропитку деревянных опор, которая позволит устанавливать их непосредственно в грунт без железобетонной приставки.

Таким образом, применение деревянных столбов (опор), пропитанных масляными антисептиками, отвечает целям повышения долговечности и надежности функционирования электросетей и линий электропередач при одновременном снижении их стоимости.

Все эти факты были приняты во внимание РАО «ЕЭС России», которое в своем циркуляре № 11-02/1-05 от 03.10.2001 г., а также приказом №218 «Об итогах заседания НТС РАО «ЕСЭ России» от 18.04.2002 г. в целях повышения надежности распределительных электрических сетей рекомендовало массовое применение деревянных столбов (опор) нового поколения при техперевооружении, реконструкции и в новом строительстве.

Источник информации: Журнал «Новости Электро Техники», 2003г., № 6 (24)